《干旱内陆河区地表水和地下水集成模型与应用研究》是关于地表水和地下水相互作用研究的论著。《干旱内陆河区地表水和地下水集成模型与应用研究》在总结多项地表水和地下水相互转化方面科研项目成果的基础上，从干旱内陆河区水资源特点、国内外已有的地表水和地下水集成模型及特点、地表水和地下水转化机理方面深入研究地表水和地下水集成模型的模拟方法，提出了以地表水为主体和以地下水为主体的地表水和地下水模型时空尺度耦合的方法，构建了耦合基于水量平衡的地表水模型和分布式的饱和地下水流模型的集成模型，并将之应用于石羊河流域水资源配置；同时构建了基于Richard方程的地下水饱和一非饱和流和一维明渠汇流的耦合模型，考虑了区域尺度下非饱和渗流过程的简化处理方法，将模型应用于黑河干流中游地区地表水和地下水的数量转化分析和水资源管理。
　　《干旱内陆河区地表水和地下水集成模型与应用研究》具有较强的理论性、系统性和实践性，可作为水文水资源、生态环境、水文地质等专业的本科生、研究生的教学参考书，也可供从事水文水资源及其相关领域的科研人员参考。

　　本章介绍地表水和地下水联合管理的水资源模拟模型及应用，即以地表水模型为主体，地下水模型为内嵌套的模型，研究区域选在石羊河流域。石羊河流域地处河西走廊，是甘肃省河西内陆河流域中人口最多、经济较为发达的地区之一。流域下游的民勤县是保护河西走廊的一道屏障，但其北、东、西三面被巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠包围。近四五十年来，由于人口增加及水资源不合理开发等诸多因素的影响，流域内经济社会发展极大地超过了水资源承载能力，水资源开发利用率已达到154%，生态系统遭到严重破坏。水资源的高度开发利用、经济社会发展、上游涵养林保护、下游生态恶化防治的相互协调关系，即水一经济社会一生态的关系，构成制约石羊河流域可持续发展的重要因素。而如何在有限的可利用水资源条件下协调保持好各因素之间的关系，不是单靠做好水资源这一层面的问题可以解决的，而是取决于水资源的合理分配、管理、当地的人以及自然气候条件。石羊河流域可以说是河西地区乃至全国、全世界水资源开发利用最高、用水供需矛盾最突出、生态环境恶化最严重的流域之一。因此近年来，不断有人去研究如何解决石羊河流域的问题。其主要的问题有以下三点：
　　（1）石羊河流域河源区乱砍滥伐和过度放牧，致使林草退缩，水源涵养功能减弱。
　　（2）流域中游地下水的持续超采，泉眼干枯。
　　（3）流域尾闾区下游来水量逐量减小，地下水位下降，河流湖泊萎缩干枯，荒漠化趋势加大。
　　造成石羊河流域水资源问题的根本原因，一方面为其本身的自然气候条件；另一方面还有在流域水资源短缺条件下，上下游地表地下水、农业用水、城市用水、经济用水和生态用水之间的矛盾，流域缺乏统一高效管理引起的问题。简单地说，就是地下水的持续超采和不合理的水土资源利用。受地质条件的控制，中游和下游之间地下水无水力联系，因而红崖山水库的来水是恢复下游生态环境的关键因素。为减缓下游民勤生态环境恶化的趋势，需要对全流域水资源不同配置情景下下游生态环境变化进行对比分析和研究，最终确定合理的水资源配置方案。本章针对“石羊河流域重点治理规划”需求，结合基于水量平衡原理的地表水模型和基于物理基础的地下水模型，建立了地表水地下水联合管理的模拟模型，并针对石羊河流域来分析各方案的综合治理效果。
　　围绕着石羊河流域水资源的问题，国家从“七五”到“十一五”进行了多个重大项目的研究，主要有以下几项。
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前言
第1章 干旱内陆河区水资源特点
1.1 水资源的定义与内涵
1.2 水资源量的计算与评价
1.2.1 地表水资源评价
1.2.2 地下水资源评价
1.2.3 水资源的可持续利用与合理配置
1.2.4 全国地表水和地下水资源的转换
1.3 干旱内陆河区水资源特点
1.4 干旱内陆河区解决水资源问题的途径

第2章 地表水和地下水的相互作用及研究方法
2.1 地表水和地下水的相互作用及集成模型的研究进展
2.1.1 地表水和地下水相互作用研究的热点问题
2.1.2 研究方法
2.2 地表水和地下水的相互作用及集成模型的研究进展
2.2.1 国内外地表水和地下水集成模型
2.2.2 地表水和地下水集成模型的分类和特点
2.2.3 发展趋势

第3章 干旱内陆河区地表水地下水集成的理论模型
3.1 地表水和地下水模型耦合模式
3.1.1 以地下水模型为主体的地表水一地下水流耦合模型
3.1.2 以地表水模型为主体的地表水一地下水流耦合模型
3.2 饱和非饱和地下水三维流模型
3.2.1 饱和非饱和地下水流模型的理论推导
3.2.2 水流模型的离散
3.2.3 水流模型差分方程的建立
3.2.4 地下水中污染物迁移模型的理论推导
3.2.5 模型的测试与验证
3.2.6 饱和一非饱和入渗过程的简化处理方法
3.3 地表水模型
3.3.1 一维明渠水流模型
3.3.2 基于水量平衡的地表水模型

第4章 地表水和地下水转换的理论研究
4.1 地表水和地下水的相互转化关系及数量确定
4.1.1 地表水和地下水的转化关系
4.1.2 地表水和地下水转化量的计算方法
4.2 地表水和地下水相互转化的理论分析
4.2.1 傍河抽水承压一无压地下水系统向河排泄量变化
4.2.2 傍河抽水地下水和河流的转化关系及数量变化

第5章 地表水地下水联合管理的模拟模型及应用
5.1 流域概况
5.1.1 地理位置与行政区划
5.1.2 地形地貌
5.1.3 气候
5.1.4 河流水系
5.1.5 生态环境
5.2 石羊河流域水资源模拟模型
5.2.1 水资源模拟模型概述
5.2.2 石羊河流域水力关系概化
5.2.3 地表水模型的建立
5.2.4 地下水模型的建立
5.2.5 地表水和地下水模型的耦合
5.3 水资源模拟模型的参数率定与验证
5.3.1 基础数据采集与整理
5.3.2 拟合求参
5.3.3 模型检验
5.4 流域水资源合理配置
5.4.1 流域现状水资源分配分析评价
5.4.2 水资源合理配置原则
5.4.3 、水资源配置方案设置
5.4.4 水资源合理配置方案筛选
5.4.5 流域水资源合理配置方案
5.4.6 蔡旗断面泉水溢出量的进一步论证
5.5 改进WEAP模型的应用
5.5.1 改进WEAP模型设计
5.5.2 模型中的几个关键问题
5.5.3 模型验证和应用

第6章 基于物理基础的地表水与地下水模型及应用
参考文献